阿道夫·默克尔研究所（Adolphe Merkle Institute）和弗里堡大学（University of Fribourg）生物系的研究人员已经发现某些二氧化硅纳米颗粒如何对植物病原体起到无痕，可降解和高效的处理作用。

当今农业面临的最大挑战之一是广泛使用肥料和杀虫剂。随着越来越多的被禁止或认为对人类和动物健康有害的产品的普及，因此迫切需要替代品。

一种方法是刺激植物自身对病原体攻击的免疫反应。众所周知，天然存在于土壤中的硅酸会在植物中引起这种反应，而无定形二氧化硅纳米颗粒可以少量释放这种物质。

这些纳米粒子也天然存在于许多粮食作物（例如谷物）中，比大多数人认为的更为普遍。它们是食品级二氧化硅（SiO 2）的一部分，在标签和包装上也称为E551，并且在许多产品中使用了数十年，例如食盐，药丸或蛋白质粉，以避免结块。

阻力增加

考虑到这一点，基于弗里堡的研究人员旨在创建一种对环境安全的纳米农用化学品，用于有针对性地输送硅酸并刺激植物防御。他们合成了具有与植物中相似性质的二氧化硅纳米粒子。

为了测试其效率，他们将纳米颗粒应用于拟南芥（拟南芥），该植物是一种广泛使用的植物模型，感染了另一种模式生物细菌病虫丁香假单胞菌。

结果表明，它们的纳米颗粒可以通过刺激植物的防御激素水杨酸（也是阿司匹林的活性成分），以剂量依赖的方式增强对细菌的抵抗力。

研究人员还研究了纳米粒子与植物叶片的相互作用。他们能够证明纳米颗粒的吸收和作用仅通过允许植物呼吸的叶孔（气孔）发生。

纳米粒子在植物中没有进一步分布，并且粒子在存在水的情况下降解而不会留下痕迹，这是环境和食品安全的重要考虑因素。与已经用于作物保护的游离硅酸相比，由于硅酸的缓慢释放，二氧化硅纳米粒子对植物和其他土壤微生物的压力较小。

这项发表在顶级期刊《自然纳米技术》（“二氧化硅纳米颗粒增强了拟南芥植物的抗病性”）上的研究表明，二氧化硅纳米颗粒可以作为一种廉价，高效，安全和可持续的植物病害防护替代品。

根据研究人员的研究，未来的研究可能会将研究范围扩展到更广泛的植物病原体，例如其他细菌，昆虫或病毒。他们强调，尽管在将纳米颗粒广泛用作纳米生物刺激剂和肥料之前，需要进行彻底的分析，以评估二氧化硅纳米颗粒在环境中的长期命运。

这项研究是由AMI BioNanomaterials Ambizione受助人Fabienne Schwab博士和生物学系博士后研究员Mohamed El-Shetehy博士领导的合作，随后是第一个应用项目。Schwab开发了获得专利的可降解纳米颗粒，用于靶向递送活性成分并刺激植物抗性。
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来源：贤集网
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